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电介质陶瓷介电性能测试

电介质的电学性能及测试方法

电介质材料的电性包括介电性、压电性、铁电性和热释电性等。 1介电性、 介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,介质中电场与原外加电场(真空中) 的比值即为相对介电常数,又称诱电率,与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积。 介电常数又称电容率或相对电容率,表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数据,常用ε表示。它是指在同一电容器中用同一物质为电介质和真空时的电容的比值,表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力。对介电常数越小即某介质下的电容率越小,应该更不绝缘。来个极限假设,假设该介质为导体,此时电容就联通了,也就没有电容,电容率最小。介电常数是物质相对于真空来说增加电容器电容能力的度量。介电常数随分子偶极矩和可极化性的增大而增大。在化学中,介电常数是溶剂的一个重要性质,它表征溶剂对溶质分子溶剂化以及隔开离子的能力。介电常数大的溶剂,有较大隔开离子的能力,同时也具有较强的溶剂化能力。 科标检测介电常数检测标准如下: GB11297.11-1989热释电材料介电常数的测试方法 GB11310-1989压电陶瓷材料性能测试方法相对自由介电常数温度特性的测试 GB/T12636-1990微波介质基片复介电常数带状线测试方法 GB/T1693-2007硫化橡胶介电常数和介质损耗角正切值的测定方法 GB/T2951.51-2008电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第51部分:填充膏专用 试验方法滴点油分离低温脆性总酸值腐蚀性23℃时的介电常数23℃和100℃时的直 流电阻率 GB/T5597-1999固体电介质微波复介电常数的测试方法 GB/T7265.1-1987固体电介质微波复介电常数的测试方法微扰法 GB7265.2-1987固体电介质微波复介电常数的测试方法“开式腔”法 SJ/T10142-1991电介质材料微波复介电常数测试方法同轴线终端开路法 SJ/T10143-1991固体电介质微波复介电常数测试方法重入腔法 SJ/T11043-1996电子玻璃高频介质损耗和介电常数的测试方法 SJ/T1147-1993电容器用有机薄膜介质损耗角正切值和介电常数试验方法 SJ20512-1995微波大损耗固体材料复介电常数和复磁导率测试方法 SY/T6528-2002岩样介电常数测量方法 服务范围:老化测试、物理性能、电气性能、可靠性测试、阻燃检测等 介电性能 介电材料(又称电介质)是一类具有电极化能力的功能材料,它是以正负 电荷重心不重合的电极化方式来传递和储存电的作用。极化指在外加电场作用下,构成电介质材料的内部微观粒子,如原子,离子和分子这些微观粒子的正负电荷中心发生分离,并沿着外部电场的方向在一定的范围内做短距离移动,从而形成偶极子的过程。极化现象和频率密切相关,在特定的的频率范围主要有四种极化机制:电子极化(electronic polarization,1015Hz),离子极化(ionic polarization,1012~1013Hz),转向极化(orientation polarization,1011~1012Hz)和 空间电荷极化(space charge polarization,103Hz)。这些极化的基本形式又分为位 移极化和松弛极化,位移极化是弹性的,不需要消耗时间,也无能量消耗,如电子位移极化和离子位移极化。而松弛极化与质点的热运动密切相关,极化的建立

介电常数的测量

《大学物理》实验报告 学院: 专业: 姓名: 学号: 实验题目:介电常数的测量 实验目的:1.掌握固体、液体电介质相对介电常数的测量原理及方法 2.学习减小系统误差的实验方法 3.学习用线性回归处理数据的方法。 实验原理:用两块平行放置的金属电极构成一个平行板电容器,其电容量为: D S C ε= D 为极板间距,S 为极板面积,ε即为介电常数。材料不同ε也不同。在真空中的介电常数为 0ε,m F /1085.8120-?=ε。 考察一种电介质的介电常数,通常是看相对介电常数,即与真空介电常数相比的比值r ε。 如能测出平行板电容器在真空里的电容量C 1及充满介质时的电容量C 2,则介质的相对介电常数即为 1 2 r C C ε= 然而C 1、C 2的值很小,此时电极的边界效应、测量用的引线等引起的分布电容已不可忽略,这些因素将会引起很大的误差,该误差属系统误差。本实验用电桥法和频率法分别测出固体和液体的相对介电常数,并消除实验中的系统误差。 1. 用电桥法测量固体电介质相对介电常数 将平行板电容器与数字式交流电桥相连接,测出空气中的电容C 1和放入固体电介质后的电容C 2。 1101C C C C 分边++= 222C C C C 分边串++= 其中C 0是电极间以空气为介质、样品的面积为S 而计算出的电容量: D S C 00ε= C 边为样品面积以外电极间的电容量和边界电容之和,C 分为测量引线及测量系统等引起的分

布电容之和,放入样品时,样品没有充满电极之间,样品面积比极板面积小,厚度也比极板的间距小,因此由样品面积内介质层和空气层组成串联电容而成C 串,根据电容串联公式有: (D-t) εt S εεt S εεt D S εt S ε εD-t S εC r r r r +=+-? =0 0000串 当两次测量中电极间距D 为一定值,系统状态保持不变,则有21C C 边边=、21C C 分分=。 得:012C C C C +-=串 最终得固体介质相对介电常数:t) (D C S εt C ε r --?= 串0串 该结果中不再包含分布电容和边缘电容,也就是说运用该实验方法消除了由分布电容和边缘效应引入的系统误差。 2. 线性回归法测真空介电常数0ε 上述测量装置在不考虑边界效应的情况下,系统的总电容为:分0 0C D S εC += 保持系统分布电容不变,改变电容器的极板间距D ,不同的D 值,对应测出两极板间充满空气时的电容量C 。与线性函数的标准式BX A Y +=对比可得:C Y =,分C A =, 00S B ε=,D 1 X = ,其中S 0为平行板电容极板面积。用最小二乘法进行线性回归,求得分布电容C 分和真空介电常数0ε(空εε≈0)。 3.用频率法测定液体电介质的相对介电常数 所用电极是两个容量不相等并组合在一起的空气电容,电极在空气中的电容量分别为C 01和C 02,通过一个开关与测试仪相连,可分别接入电路中。测试仪中的电感L 与电极电容和分布电容等构成LC 振荡回路。振荡频率为: LC 2π1 f =,或 22 2 241f k Lf C ==π 其中分C C C 0+=。测试仪中电感L 一定,即式中k 为常数,则频率仅随电容C 的变 化而变化。当电极在空气中时接入电容C 01,相应的振荡频率为f 01 ,得:2012 01f k C C =+分, 接入电容C 02,相应的振荡频率为f 02 ,得:202 2 02f k C C =+分

材料的介电常数和磁导率的测量

无机材料的介电常数及磁导率的测定 一、实验目的 1. 掌握无机材料介电常数及磁导率的测试原理及测试方法。 2. 学会使用Agilent4991A 射频阻抗分析仪的各种功能及操作方法。 3. 分析影响介电常数和磁导率的的因素。 二、实验原理 1.介电性能 介电材料(又称电介质)是一类具有电极化能力的功能材料,它是以正负电荷重心不重合的电极化方式来传递和储存电的作用。极化指在外加电场作用下,构成电介质材料的内部微观粒子,如原子,离子和分子这些微观粒子的正负电荷中心发生分离,并沿着外部电场的方向在一定的范围内做短距离移动,从而形成偶极子的过程。极化现象和频率密切相关,在特定的的频率范围主要有四种极化机制:电子极化 (electronic polarization ,1015Hz),离子极化 (ionic polarization ,1012~1013Hz),转向极化 (orientation polarization ,1011~1012Hz)和空间电荷极化 (space charge polarization ,103Hz)。这些极化的基本形式又分为位移极化和松弛极化,位移极化是弹性的,不需要消耗时间,也无能量消耗,如电子位移极化和离子位移极化。而松弛极化与质点的热运动密切相关,极化的建立需要消耗一定的时间,也通常伴随有能量的消耗,如电子松弛极化和离子松弛极化。 相对介电常数(ε),简称为介电常数,是表征电介质材料介电性能的最重要的基本参数,它反映了电介质材料在电场作用下的极化程度。ε的数值等于以该材料为介质所作的电容器的电容量与以真空为介质所作的同样形状的电容器的电容量之比值。表达式如下: A Cd C C ?==001εε (1) 式中C 为含有电介质材料的电容器的电容量;C 0为相同情况下真空电容器的电容量;A 为电极极板面积;d 为电极间距离;ε0为真空介电常数,等于8.85×10-12 F/m 。 另外一个表征材料的介电性能的重要参数是介电损耗,一般用损耗角的正切(tanδ)表示。它是指材料在电场作用下,由于介质电导和介质极化的滞后效应

介电常数的测定 (4)

介电常数的测定 0419 PB04204051 刘畅畅 实验目的 了解多种测量介电常数的方法及其特点和适用范围,掌握替代法,比较法和谐振法测固体电介质介电常数的原理和方法,用自己设计与制作的介电常数测试仪,测量压电陶瓷的介电常数。 数据处理与分析 (一)原理:介质材料的介电常数一般采用相对介电常数r ε来表示,通常采用测量样品的电容量,经过计算求出r ε,它们满足如下关系: 00r Cd S εεεε= = 式中ε为绝对介电常数,0ε为真空介电常数,12 08.8510/F m ε-=?,S 为样品的有效面积,d 为样品的厚度,C 为被测样品的电容量,通常取频率为1kHz 时的电容量C 。 (二)实验过程及数据处理 压电陶瓷尺寸: 直径: 0.9524.7840.063D mm v mm == 厚度: 0.950.2720.043H mm v mm == 一.根据所给仪器、元件和用具,采用替代法设计一台简易的介电常数测试仪,测量压电陶瓷的介电常数r ε。 在实验中采用预习报告中的图()a 连接电路,该电路为待测电容Cx 、限流电阻0R 、安培计与信号源组成的简单串联电路。接入Cx ,调节信号源频率和电压及限流电阻0R ,使安培计读数在毫安范围内恒定(并保持仪器最高的有效位数),记下Ix 。再换接入Cs ,调节Cs 与Rs ,使Is 接近Ix 。若Cx 上的介电损耗电阻Rx 与标准电容箱的介电损耗电阻Rs 相接近,即Rx Rs ≈,则Cx Cs =。 测得的数据如下: 输出频率 1.0002~1.0003kHz 输出电压 20V

Ix=1.5860mA Is=1.5872mA Cs=0.0367F R=1000μΩ Is Ix ≈。此时Rx Rs ≈,有Cx Cs ≈。所以Cx = Cs = 0.0367 F μ。 63 212 2 2 30012 00.0367100.272102339.264024.784108.8510 3.1422r Cd CH C N m S D εεεεεπ------???=== = =?????????? ? ? ?? ?? 二.用比较法设计一台简易的介电常数测试仪,测量压电陶瓷的介电常数r ε。 在Rx Rs ≈的条件下,测量Cx 与Cs 上的电压比Vs Vx 即可求得Cx : Vs Cx Cs Vx =? (Vs 可以不等于Vx ) 测得的数据如下: 输出频率 1.0003~1.0004kHz 输出电压 20V Vx = 3.527V Vs = 3.531V Cs = 0.0367F R = 1000μΩ Rx Rs ≈。Cx 与Cs 上的电压比 3.5270.9988673.531 Vs Vx == 683.527 0.036710 3.6658103.531 Vs Cx Cs F Vx --∴=?=??=? 83 212 2 2 30012 0 3.6658100.272102336.586924.784108.8510 3.1422r Cd CH C N m S D εεεεεπ------???=== = =?????? ???? ? ? ?? ?? 三.用谐振法设计一台简易的介电常数测试仪,测量压电陶瓷的介电常数r ε。 由已知电感L (取1H ),电阻R (取1k Ω)和待测电容Cx 组成振荡电路,改变信号源频率使RLC 回路谐振,伏特计上指示最大,则电容可由下式求出: 22 14Cx f L π= 式中f 为频率,L 为已知电感,Cx 为待测电容。

电介质的介电常数

电介质的介电常数 温度() 温度()

石英玻璃电学性能 石英玻璃具有很高的介电强度,很低的电导率折电损失,即使在高温时,其电导率与介电损失也较一般材料低,特别适合高温高机械应力条件下作高频和电压绝缘材料。 电导率在20o C时,透明石英玻璃的电导率为10-17-10-16西/米,不透明石英玻璃的电导率为10-14-3.2×10-13西/米,其值与石英玻璃的纯度有关。 介电常数在常温和0-106赫兹频率下,透明石英玻璃的介电常数为3.70;不透明石英玻璃为3.50,温度升高,介电常数略有增加,到450o C以后,介电常数显著增加。 介电损失石英玻璃的介电损失与温度的关系是随温度的升高,介电损失增加,在350o C 以上,介电损失随温度的升高而增加更为显著。 石英玻璃的介电损失 击穿强度在200o C时,透明石英玻璃的击穿电压约为普通玻璃的三倍, 500o C时为普通玻璃的十倍。 石英光学玻璃 我厂生产的光学石英光学玻璃窗口片,能耐高温和高压,主要应用于:特种光源,光学仪器,光电子,军工,冶金,半导体,光通讯等领域。它能实验温度:1200度,软化温度为:1730度,具体参数如下。 1.JGS1(远紫外光学石英光学玻璃) 它是用高纯度氢氧熔化的光学石英光学玻璃。具有优良的透紫外性能,特别是在短波紫外区,其透

过性能远远地胜过所有其他玻璃,在185mμ处的透过率可达90%,是185—2500mμ波段范围内的优良光学材料。 2.JGS2(紫外光学石英光学玻璃) 它是用氢氧熔化的光学石英光学玻璃。它是透过220—2500mμ波段范围内的良好材料。 3.JGS3:(红外石英光学玻璃) 它是具有较高的透红外性能,透过率高达85%以上,其应用波段范围260—3500mμ的光学材料。石英光学玻璃物理性能

大学物理实验-介电常数的测量

大学物理实验-介电常数的测量

介电常数的测定实验报告 数学系 周海明 PB05001015 2006-11-16 实验题目:介电常数的测定 实验目的:了解多种测量介电常数的方法及其特点和适用范围,掌握替代法,比较 法和谐振法测固体电介质介电常数的原理和方法,用自己设计与制作的介电常数测试仪,测量压电陶瓷的介电常数。 实验原理:介质材料的介电常数一般采用相对介电常数r ε来表示,通常采用测量样 品的电容量,经过计算求出r ε,它们满足如下关系:S Cd r 00εεεε== (1)。式中ε为绝对介电常数,0ε为真空介电常数,m F /10 85.812 0-?=ε,S 为样 品的有效面积,d 为样品的厚度,C 为被测样品的电容量,通常取频率为1kHz 时的电容量C 。 一、替代法 替代法参考电路如图1所示,将待测电容C x (图中R x 是待测电容的介电损耗电阻),限流电阻R 0(取1k Ω)、安培计与信号源组成一简单串联电路。合上开关K 1,调节信号源的频率和电压及限流电阻R 0,使安培计的读数在毫安范围恒定(并保持仪器最高的有效位数),记录读数I x 。将开关K 2打到B 点,让标准电容箱C s 和交流电阻箱R s 替代C x 调节C s 和R s 值,使I s 接近I x 。多次变换开关K 2的位置(A,B 位),反复调节C s 和R s ,使X S I I =。假定C x 上的介电损耗电阻R x 与标准电容箱的介电损耗电阻R s 相接近(s x R R ≈),则有

s x C C =。 另一种参考电路如图2所示,将标准电容箱C s 调到极小值,双刀双掷开关K 2扳到AA ’,测量C x 上的电压V x 值;再将K 2扳到BB ’,调节C s 让C s 上的电压V S 接近V x 。将开关K 2来回扳到AA ’和BB ’位,不断调节C s 和R s 值,使伏特计上的读数不变,即X S V V =,若s x R R ≈,则有 s x C C =。 二、比较法 当待测的电容量较小时,用替代法测量,标准可变电容箱的有效位数损失太大,可采用比较法。此时电路引入的参量少,测量精度与标准电容箱的精度密切相关,考虑到C s 和R s 均是十进制旋钮调节,故无法真正调到 X S V V =,所以用比较法只能部分修正电压差带来的误 差。比较法的参考电路如图3所示,假定C s 上的R x 与R s 接近(s x R R ≈),则测量C x 和C s 上的电压比V s /V x 即可求得C x :X S s x V V C C /?=。 三、谐振法 谐振法测量电容的原理图见图4,由已知电感L (取1H ),电阻R (取1k Ω)和待测电容C x 组成振荡电路,改变信号 源频率使RLC 回路谐振,伏特计上指示最大,则电容可由下式求出: L f C X 2241 π= (2)。式中f 为频率,L 为已知电感,C x 为待测电容。为减小 误差,这时可采用谐振替代法来解决。 谐振替代法参考电路如图5所示,将电感器的一端与待测电容C x 串联,调节频率f 使电路达到谐振,此时电容上的电压达到极大值,固定频率f 0,用标准电容箱C s 代替C x ,调节C s 使电路达到谐振,电容上的电压再次达到极大值,此时s x C C =。

大学物理实验-介电常数的测量

介电常数的测定实验报告 数学系 周海明 PB05001015 2006-11-16 实验题目:介电常数的测定 实验目的:了解多种测量介电常数的方法及其特点和适用范围,掌握替代法,比 较法和谐振法测固体电介质介电常数的原理和方法,用自己设计与制作的介电常数测试仪,测量压电陶瓷的介电常数。 实验原理:介质材料的介电常数一般采用相对介电常数r ε来表示,通常采用测量 样品的电容量,经过计算求出r ε,它们满足如下关系:S Cd r 00εεεε== (1)。式中ε为绝对介电常数,0ε为真空介电常数, m F /1085.8120-?=ε,S 为样品的有效面积,d 为样品的厚度,C 为被测 样品的电容量,通常取频率为1kHz 时的电容量C 。 一、替代法 替代法参考电路如图1所示,将待测电容C x (图中R x 是待测电容的介电损耗电阻),限流电阻R 0(取1k Ω)、安培计与信号源组成一简单串联电路。合上开关K 1,调节信号源的频率和电压及限流电阻R 0,使安培计的读数在毫安范围恒定(并保持仪器最高的有效位数),记录读数I x 。将开关K 2打到B 点,让标准电容箱C s 和交流电阻箱R s 替代C x 调节C s 和R s 值,使I s 接近I x 。多次变换开关K 2的位置(A,B 位),反复调节C s 和R s ,使X S I I =。假定C x 上的介电损耗电阻R x 与标准电容箱的介电损耗电阻R s 相接近(s x R R ≈),则有s x C C =。

另一种参考电路如图2所示,将标准电容箱C s 调到极小值,双刀双掷开关K 2扳到AA ’,测量C x 上的电压V x 值;再将K 2扳到BB ’,调节C s 让C s 上的电压V S 接近V x 。将开关K 2来回扳到AA ’和BB ’位,不断调节C s 和R s 值,使伏特计上的读数不变,即X S V V =,若 s x R R ≈,则有s x C C =。 二、比较法 当待测的电容量较小时,用替代法测量,标准可变电容箱的有效位数损失太大,可采用比较法。此时电路引入的参量少,测量精度与标准电容箱的精度密切相关,考虑到C s 和R s 均是十进制旋钮调节,故无法真正调到X S V V =,所以用比较法只能部分修正电压差带来的误差。比较法的参考电路如图3所示,假定C s 上的R x 与R s 接近(s x R R ≈),则测量C x 和C s 上的电压比V s /V x 即可求得C x :X S s x V V C C /?=。 三、谐振法 谐振法测量电容的原理图见图4,由已知电感L (取 1H ),电阻R (取1k Ω)和待测电容C x 组成振荡电路,改变信号源频率使RLC 回路谐振,伏特计上指示最大,则电容可由下式求出:L f C X 2241 π= (2)。式中f 为频率,L 为已知电感,C x 为待测电容。为减小误差,这时可采用谐振替代法来解决。 谐振替代法参考电路如图5所示,将电感器的一端与待测电容C x 串联,调节频率f 使电路达到谐振,此时电容上的电压达到极大值,固定频率f 0,用标准电容箱C s 代替C x ,调节C s 使电路达到谐振,电容上的电压再次达到极大值,此时s x C C =。

材料的电学性能测试

材料科学实验讲义 (一级实验指导书) 东华大学材料科学与工程中心实验室汇编 2009年7月

一、实验目的 按照导电性能区分,不同种类的材料都可以分为导体、半导体和绝缘体三大类。区分标准一般以106Ω?cm和1012Ω?cm为基准,电阻率低于106Ω?cm称为导体,高于1012Ω?cm称为绝缘体,介于两者之间的称为半导体。然而,在实际中材料导电性的区分又往往随应用领域的不同而不同,材料导电性能的界定是十分模糊的。就高分子材料而言,通常是以电阻率1012Ω?cm为界限,在此界限以上的通常称为绝缘体的高分子材料,电阻率小于106Ω?cm称为导电高分子材料,电阻率为106 ~1012Ω?cm常称为抗静电高分子。通常高分子材料都是优良的绝缘材料。 通过本实验应达到以下目的: 1、了解高分子材料的导电原理,掌握实验操作技能。 2、测定高分子材料的电阻并计算电阻率。 3、分析工艺条件与测试条件对电阻的影响。 二、实验原理 1、电阻与电阻率 材料的电阻可分为体积电阻(R v)与表面电阻(R s),相应的存在体积电阻率与表面电阻率。 体积电阻:在试样的相对两表面上放置的两电极间所加直流电压与流过两个电极之间的稳态电流之商;该电流不包括沿材料表面的电流。在两电极间可能形成的极化忽略不计。 体积电阻率:在绝缘材料里面的直流电场强度与稳态电流密度之商,即单位体积内的体积电阻。 表面电阻:在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间后流过两电极间的电流之商;该电流主要为流过试样表层的电流,也包括一部分流过试样体积的电流成分。在两电极间可能形成的极化忽略不计。 表面电阻率:在绝缘材料的表面层的直流电场强度与线电流密度之商,即单位面积内的表面电阻。 体积电阻和表面电阻的试验都受下列因素影响:施加电压的大小和时间;电极的性质和尺寸;在试样处理和测试过程中周围大气条件和试样的温度、湿度。高阻测量一般可以利用欧姆定律来实现,即R=V/I。如果一直稳定通过电阻的电流,那么测出电阻两端的电压,就可以算出R的值。同样,给被测电阻施加一个已知电压,测出流过电阻的电流,也可以算出R的值。问题是R值很大时,用恒流测压法,被测电压V=RI将很大。若I=1μA,R=1012Ω,要测的电压V=106V。用加压测流法,V是已知的,要测的电流I=V/R将很小。因为处理弱电流难度相对小些,我们采用加压测流法,主要误差来源是微弱电流的测量。 2、导电高分子材料的分类

大学物理实验介电常数的测量的讲义

固体与液体介电常数的测量 一、实验目的: 运用比较法粗测固体电介质的介电常数,运用比较法法测量固体的介电常数,谐振法测量固体与液体的介电常数(以及液体的磁导率),学习其测量方法及其物理意义,练习示波器的使用。 二、实验原理: 介质材料的介电常数一般采用相对介电常数εr 来表示,通常采用测量样品的电容量,经过计算求出εr ,它们满足如下关系: S Cd r 00εεεε== 式中ε为绝对介电常数,ε0为真空介电常数,m F /1085.8120 -?=ε,S 为样品的有 效面积,d 为样品的厚度,C 为被测样品的电容量,通常取频率为1kHz 时的电容量C 。 替代法: 替代法的电路图如下图所示。此时电路测量精度与标准电容箱的精度密切相关。实际测量时,取R=1000欧姆,我们用双踪示波器观察,调节电容箱和电阻箱的值,使两个信号相位相同, 电压相同,此时标准电容箱的容值即为待测电容的容值。

谐振法: 1、交流谐振电路: 在由电容和电感组成的LC 电路中,若给电容器充电,就可在电路中产生简谐形式的自由电振荡。若电路中存在交变信号源,不断地给电路补充能量,使振荡得以持续进行,形成受迫振动,则回路中将出现一种新的现象——交流谐振现象。RLC 串联谐振电路如下图所示: 图一:RLC 串联谐振电路 其中电源和电阻两端接双踪示波器。 电阻R 、电容C 和电感L 串联电路中的电流与电阻两端的电压是同相位的,但超前于电 容C 两端的电压2π ,落后于电感两端的电压2π ,如图二。 图二:电阻R 、电容C 和电感L 的电压矢量图 电路总阻抗:Z = = L V → -R V →

常见介质介电常数

薅H2O (水) 78.5 螅HCOOH (甲酸) 58.5 袃HCON(CH3)2 (N,N-二甲基甲酰胺)36.7 蕿CH3OH (甲醇) 32.7 芇C2H5OH (乙醇) 24.5 薄CH3COCH3 (丙酮) 20.7 羃n-C6H13OH (正己醇)13.3 羀CH3COOH (乙酸或醋酸) 6.15 螅 莃温度对介电常数的影响 肃C6H6 (苯) 2.28 肇CCl4 (四氯化碳) 2.24 蒇n-C6H14 (正己烷)1.88 肂电介质的相对介电常数

【正文】:@@1.判别乳状液的类型和稳定性常规测定乳状液类型的方法主要有染料法,冲淡法,电导法,荧光法和润湿滤纸法,这些方法均简单易行其实利用介电常数测试法也可以判别乳状液的类型,其道理同电导法类似电导法所依据的原理是水和油电导率的差异,当乳状液为WO型时,由于外相是油,乳状液的电导率很小,当乳状液为O W型时,由于外相是水,乳状液的电导率很大水和油不仅在电导率方面有差异,在介电常数方面也有很大区别一般纯净原油的相对介电常数接近2,纯净水的相对介电常数接近80,所以原油乳状液的相对介电常数基本介于2和80之间当原油乳状液的外相为油时,乳状液的介电性质同油的性质类似,所以测得的介电常数偏小当乳状液的外相为水时,乳状液的介电性质同水的性质类似,所以介电常数偏大,因此,根据被测乳状液介电常数的大小,可判断乳状液的类型曾测试两种原油乳状液的相对介电常数分别是6.8和75.4,初步判断前一种是WO型,后一种是OW型,当用染料法和润湿滤纸法进行验证后,确认判断结果是正确的,这说明用介电常数测试法判别乳状液的类型是可行的 For personal use only in study and research; not for commercial use

介电常数的测量

实验七 介电常数的测量 ε和损耗角tgδ的温度和频率特性,可以获取物质内部 测量物质在交变电场中介电常数 r 结构的重要信息。DP—5型介电谱仪内置带有锁相环(PLL)的宽范围正弦频率合成信号源和由乘法器、同步积分器、移相器等组成的锁定放大测量电路,具有弱信号检测和网络分析的功能。对填充介质的平行板电容器的激励信号的正交分量(实部和虚部)进行比较、分离、测量,检测介电频率谱和温度谱。作为大学物理实验的内容,具有测量精度高、方法新颖、知识性和实用性强等特点。 [目的要求] ε和损耗角tgδ的温度和频率特性。 1.学习用介电谱仪测量物质在交变电场中介电常数 r 2.了解带有锁相环(PLL)的正弦频率合成信号源和锁定放大测量电路的原理和结构。 3.掌握对信号的正交分量(实部和虚部)进行比较、分离、测量的方法。 [实验原理] 图1测量原理图 原理如图1所示.置于平板电极之间的样品,在正弦型信号的激励下,等效于电阻R和电容C的并联网络。其中电阻R是用来模拟样品在极化过程中由于极化滞后于外场的变化所引起的能量损失。若极板的面积为A,间距为d,则: R=d/Aσ, C=εA/d, tgδ=1/ωRC=σ/ωε 式中ε=εoεr,εo为真空介电常量,σ为与介电极化机制有关的交流电导率。设网络的复阻抗为Z,其实部为Z’,虚部为Z″,样品上激励电压为Vs(基准信号),通过样品的电流由运放ICl转化为电压Vz:(样品信号),用V’s,V″s和V″z分别表示其实部和虚部,则有:Vz=RnVs/Z, σ=K(V’sV’z+V″sV″z), ωε=K(V’sV″z-V″sV’z) tgδ=(V’sV’z+V″sV″z)/ (V’sV″z-V″sV’z) 式中K=d/ARn(V’sV’s+V″sV″s)。 电压的实部和虚部通过开关型乘法器IC2和π/2移相器IC3实现分离后测量。IC2的作用是将被测正弦信号Vz(或Vs)与同频率的相关参考方波Vr相乘。本系统测量时通过移相微调电路使Vr和vs同相位,即Vs的虚部V″s=O,测量公式简化为: σ=K’V’z, ωε=K’V″z, tgδ=V’z/V″z

介电常数

脆化温度brittle temperature 塑料低温力学行为的一种量度。以具有一定能量的冲锤冲击试样时,当试样开裂几率达到50%时的温度称脆化温度。 屈服点(yield point) 钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。 设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点σs =Ps/Fo(MPa),MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2, (MPa=10^6(10的6次方)Pa,Pa: 帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规

定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。 什么是介电常数,介电损耗,介电强度?[科学电力 ] 收藏转发至天涯微博 悬赏点数 10 6个回答 屋里有灯不黑啊2009-05-12 10:15:37 什么是介电常数,介电损耗,介电强度? 回答 换一张 码:

登录并发表取消 回答 heyerijue2009-05-12 10:15:55 介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介电常数(permeablity),又称诱电率. 介电强度(dielectric strength)是指单位厚度的绝缘材料在击穿之前能够承受的最高电压,即电场强度最大值,单位是 kV/mm。包括塑料 010********-05-12 10:16:02

介电常数, 用于衡量绝缘体储存电能的性能. 它是两块金属板之间以绝缘材料为介质时的电

介电常数实验报告

基础实验物理报告 学院专业: 实验名称 介电常数实验报告姓名班级 学号 一、实验原理 二、实验设备 三、实验内容 四、实验结果

一、实验原理 介电常数是电介质的一个材料特征参数。 用两块平行放置的金属电极构成一个平行板电容器,其电容量为: S C D D 为极板间距, S 为极板面积,ε即为介电常数。材料不同ε也不同。在真空中的介电常数为 0 ,08. 851012 F / m 。 考察一种电介质的介电常数,通常是看相对介电常数,即与真空介电常数相比的比值 r 。 如能测出平行板电容器在真空里的电容量C1及充满介质时的电容量C2,则介质的相对介电常数即为 ε r C 2 C 1 然而 C1、 C2的值很小,此时电极的边界效应、测量用的引线等引起的分布电容已不可 忽略,这些因素将会引起很大的误差,该误差属系统误差。本实验用电桥法和频率法分别测出固体和液体的相对介电常数,并消除实验中的系统误差。 1.用电桥法测量固体电介质相对介电常数 将平行板电容器与数字式交流电桥相连接,测出空气中的电容C1和放入固体电介质后的电容C2。 C 1 C 0 C 边1 C 分1 C 2 C 串C 边 2 C 分 2 其中 C0是电极间以空气为介质、样品的面积为S 而计算出的电容量: C 00 S D C 边为样品面积以外电极间的电容量和边界电容之和, C 分为测量引线及测量系统等引起的分 布电容之和,放入样品时,样品没有充满电极之间,样品面积比极板面积小,厚度也比极板的间距小,因此由样品面积内介质层和空气层组成串联电容而成C 串 ,根据电容串联公式有: ε0 Sεrε0S C 串D-t t εrε0 S ε0 Sεrε0S t εr(D-t) D t t

电学性能

一、实验目的 按照导电性能区分,不同种类的材料都可以分为导体、半导体和绝缘体三大类。区分标准一般以106Ω?cm和1012Ω?cm为基准,电阻率低于106Ω?cm称为导体,高于1012Ω?cm称为绝缘体,介于两者之间的称为半导体。然而,在实际中材料导电性的区分又往往随应用领域的不同而不同,材料导电性能的界定是十分模糊的。就高分子材料而言,通常是以电阻率1012Ω?cm为界限,在此界限以上的通常称为绝缘体的高分子材料,电阻率小于106Ω?cm称为导电高分子材料,电阻率为106 ~1012Ω?cm常称为抗静电高分子。通常高分子材料都是优良的绝缘材料。 通过本实验应达到以下目的: 1、了解高分子材料的导电原理,掌握实验操作技能。 2、测定高分子材料的电阻并计算电阻率。 3、分析工艺条件与测试条件对电阻的影响。 二、实验原理 1、电阻与电阻率 材料的电阻可分为体积电阻(R v)与表面电阻(R s),相应的存在体积电阻率与表面电阻率。 体积电阻:在试样的相对两表面上放置的两电极间所加直流电压与流过两个电极之间的稳态电流之商;该电流不包括沿材料表面的电流。在两电极间可能形成的极化忽略不计。 体积电阻率:在绝缘材料里面的直流电场强度与稳态电流密度之商,即单位体积内的体积电阻。 表面电阻:在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间后流过两电极间的电流之商;该电流主要为流过试样表层的电流,也包括一部分流过试样体积的电流成分。在两电极间可能形成的极化忽略不计。 表面电阻率:在绝缘材料的表面层的直流电场强度与线电流密度之商,即单位面积内的表面电阻。 体积电阻和表面电阻的试验都受下列因素影响:施加电压的大小和时间;电极的性质和尺寸;在试样处理和测试过程中周围大气条件和试样的温度、湿度。高阻测量一般可以利用欧姆定律来实现,即R=V/I。如果一直稳定通过电阻的电流,那么测出电阻两端的电压,就可以算出R的值。同样,给被测电阻施加一个已知电压,测出流过电阻的电流,也可以算出R的值。问题是R值很大时,用恒流测压法,被测电压V=RI将很大。若I=1μA,R=1012Ω,要测的电压V=106V。用加压测流法,V是已知的,要测的电流I=V/R将很小。因为处理弱电流难度相对小些,我们采用加压测流法,主要误差来源是微弱电流的测量。 2、导电高分子材料的分类

介电常数测量

测量介电常数的方法探究 班级: 姓名: 序号: 学号: 学院:

测量介电常数的方法探究 介电常数应用在科技的方方面面,但是如何测得介电常数以保证需要呢,本文就几种主流测量方法进行了探究。 主流的测量介电常数的方法即空间波法和探针法。 空间波法:空间波法是一种介电常数的实地检测法。用该方法测量介电常数时,可以将测量仪器拿到被测物所在位置进行无损的实地测量,可获得最接近微波遥感真实值的介电常数。 微波遥感的典型目标,如土壤、沙地岩石、水体、冰雪、各类作物、各类草地、森林等,当其表面统计粗糙度远远小于所使用的波长时可用菲涅尔反射系数描述其介电常数与观测角之间的关系: R ∥ =(cosθ- εr?sin2θ)/(cosθ+ εr?sin2θ)(1) R ⊥ =(εr cosθ- εr?sin2θ)/(εr cosθ+ εr?sin2θ)(2) 其中εr为目标物的相对介电常数,R ∥为水平极化反射系数,R ⊥ 为垂直极化反 射系数,θ为入射角。只要测得以上参数,经过绝对定标或者相对定标后,通过数学运算就可以反演得到介电常数。 空间波测量介电常数是利用菲涅尔反射定律进行的,要求所用波长大于被测目标的统计粗糙度,在粗糙度大时会影响精度,这时必须引入粗糙度修正量。可以利用加大观测角以提高粗糙表面物的测量精度,从实际中,对土壤、草丛、冰的测量结果看是比较好的。 探针法:在探针法实地测量介质介电常数时,探针的位置一般有两种:即全部没入待测介质中和探针位于空气和介质构成的接触面上。在两种情况下,样品的介电常数都可以通过在非谐振时测量的反射波、传输波或者谐振时测量的谐振频率和3dB带宽等参数来反演得到。 探针法测量介电常数,可以使用的探针有:单极振子、波导和同轴线等。相对于其他探针,单极振子的结构简单,测量方便,且可以获得相对比较精确地测量结果,是目前探针法实地测量介电常数研究中的一个热点。 单极振子:用单极振子探针法测量介电常数主要是通过测量反射系数ρ、 天线的输入阻抗Z n (或导纳Y)、S参数、天线谐振长度h r 和激励电阻抗R r 或谐 振频率f s 和3dB带宽的变化等来反眼。这些放发根据原理和测量值的不同可以 分为反射法、传输发和谐振法。 波导探针:微波可以穿透介质并且在不连续点产生的反射波与介质的电特性有关,由此发展了许多使用微波非破坏性技术来测量材料在微波频率的电磁性质。现有一种在8-12GHz频率范围内使用一个边缘开端矩形波导探针同时测材料的复介电常数和导磁率的技术。在该技术中,由非连续接触面的边界条件,得到了关于未知孔径电厂的两个积分等式(EFLE`s)。假定探针孔径中的总电场不仅包 括TE 10 模,而且还有无限的高阶模式,由矩量法可以解决EFLE`s。当孔径的电厂精确决定之后,其他相关的系数如主模下探针的输入导纳和反射系数等,都可以计算出来,从而很容易得到介质的介电常数。

热电材料的电学性能

一、 实验目的 1. 通过实验了解热电材料的Seebeck 系数和电阻率的测定方法; 2. 测量在特定温度范围内热电材料电学电学性能随温度的变化关系; 3. 结合实验结果分析并热电材料电功率因子与温度的关系。 二、 实验原理 1. 塞贝克系数 塞贝克效应是材料的一个物理性能,是一种由电流引起的可逆热效应或者说是温度差引起的 电效应,其示意图如下: 对于两种不同的导体串联组成的回路,在导体b 的开路位置y 和z 之间,将会有一个电位差, 称为热电动势,数值是: yz ab 12V ()T T α=-,当?T 不是很大时,ab α为常数,定义为两种导体 的相对Seebeck 系数,即 0lim //ab yz yz T V T dV dT α?→=?=(1) Seebeck 系数常用的单是uV/K, Seebeck 系数的测量原理如下图所示,1、3和2、4分别是NiCr 和NiSi 热电偶臂。测量时两 段温差保持10℃,S 两端存在温差时会产生热电势差Vs ,相对于热电偶的其中一个电偶臂1、3 的Seebeck 系数为 13//sa s V T V T α=?=?

2.电阻率 从原理上讲,对电阻为R,长度为L,截面积为A的样品,电导率ρ=R(A/L)。然而,由于半导体热电材料通常电阻率较小,接触电阻相对较大,容易引入实验误差。实验中电阻率的测定采用下图所示的两探针原理以避免接触电阻的影响。电阻率测量在试样两端等温进行,当△T足够小时,才对样本施加测试电流,这是电阻R=V R/I const, V R为样品两端电压探针的电压降,I const为恒流源电流,取一特定值。为消除附加的Seebeck电压影响,试验通过改变电流方向进行两次电压测量,取其平均值。得R值后,有公式ρ=R(A/L)算出其电阻率。 三、实验设备与装备 测量装置温度由AI-708P智能控制器控制。样品两端电压利用Agilent970A数据采集仪输入微机。 所用电源为恒流源。测量时抽真空以防样品氧化。 四、实验方法与步骤 1.实验样品的制备方法: 原料称量→悬浮熔炼→(快速凝固→)机械研磨→热压成型(获得样品)

电介质相对介电常数的测量

电介质相对介电常数的测量 姓名:专业:物理学学号: 组:周一下午实验日期:2011-11-14评阅人: 一.引言 相对介电常数,表征介质材料的介电性质或极化性质的物理参数,该值也是材料储电能力的表征,因此也称为相对电容率。通过本实验学习和加深介电常数的概念,并要求利用交流电桥研究平行板电容器的特性,以及测量平板介质的相对介电常数εr。 二.实验原理 电介质是一种不导电的绝缘介质,在电场的作用下会产生极化现象,从而在均匀介质表面感应出束缚电荷,这样就减弱了外电场的作用。在充电的真空平行板电容器中,若金属极板自由电荷密度分别为+σ0和σ0,极板面积为S,两内表面间距离为d,而且d?d2,则电容器内部所产生的电场为均匀电场,电容量为: C=ε0S (1) d 当电容器中充满了极化率为c的均匀电介质后,束缚电荷(面密度为±S)所产生的附加电场与原电场方向相反,故合成电场强度E较E0为小,可以证明: C=εr C0(2) 显然,由于极板上掂量不变,若两极板的电位差下降,故电容量增大。式(2)中,εr成为电介质的相对介电常数,是一个无纲量的量,对于不同的电介质,εr值不同。因此,它是一个描写介质特性的物理量。若分别测量电容器在填充介质前、后的电容量,即可根据式(2)推算该介质的相对介电常数。 三.实验设计与实验过程 <一>实验装置 QS18A型万能电桥(编号:217)、QJ2002型供电器、0—125mm游标卡尺(最小刻度为 0.02mm)、 0—25mm螺旋测微仪(最小分度0.01mm)、小垫片、卷尺、导线等。

<二>实验内容 1.熟悉万能电桥的使用方法; ①将待测原件接入被测旋钮,将损耗倍率开关放在D×0.01,损耗平衡盘放在1左右, 并选择适当的量程。 ②逐步增大灵敏度,使电表指针略小于满刻度。 ③将读数开关置于零,调节读数盘,使电表指针趋于零,从而粗测出待测原件的大小。 然后将量程开关盒读数开关放在合适位置,调节读数盘,使电表指针趋零;再增大灵敏度,反复调节读数盘,直至灵敏度尽可能高且电表指针达最小,然后读数。 2.研究平行板电容器的电容C与极板间距d的关系; ①在极板间假如不同厚度的小垫片,改变极板间距,测量不同d所对应电容量C ②对C—1/d作线性分析,其截距即为实验装置的分布电容C0 3.任选一块介质板,测量该介质的相对介电常数 ①用万能电桥测量充满介质时的电容C1 ②测量平板电容器尺寸,计算真空电容C2‘ ③计算介质的相对介电常数εr 4.利用面积不同的介质板,研究平板电容器的电容量与介质面积S的关系; 5.研究圆柱形电容器电容量C与圆柱高度的关系 ①测量不同长度l的通州电缆线的电容量C; ②对C—l作线性分析 四.实验结果 1.测量电容C与极板间距d的关系 供电电压U=9.01V

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